汽車氧傳感器作用及其工作原理

汽車氧傳感器是電噴發(fā)動機控制系統(tǒng)中關鍵的傳感部件，是控制汽車尾氣排放、降低汽車對環(huán)境污染、提高汽車發(fā)動機燃油燃燒質(zhì)量的關鍵零件。電噴車為獲得高排氣凈化率，降低排氣中一氧化碳、碳氫化合物和氮氧化合物成份，必須利用三元催化器。但為了能有效地使用三元催化器，必須精確地控制空燃比，使它始終接近理論空燃比。這時就需要氧傳感器進行測定了，它是汽車上是必不可少的元件。由于混合氣的空燃比一旦偏離理論空燃比，三元催化劑對CO、HC和NOx的凈化能力將急劇下降，故在排氣管中安裝氧傳感器，用以檢測排氣中氧的濃度，并向ECU發(fā)出反饋信號，再由ECU控制噴油器噴油量的增減，從而將混合氣的空燃比控制在理論值附近。傳感器的作用是測定發(fā)動機燃燒后的排氣中氧是否過剩的信息，即氧氣含量，使發(fā)動機能夠?qū)崿F(xiàn)以過量空氣因數(shù)為目標的閉環(huán)控制；確保三效催化轉化器對排氣中的碳氫化合物、一氧化碳和氮氧化合物三種污染物都有最大的轉化效率，最大程度地進行排放污染物的轉化和凈化。

氧傳感器是利用陶瓷敏感元件測量各類加熱爐或排氣管道中的氧電勢，由化學平衡原理計算出對應的氧濃度，達到監(jiān)測和控制爐內(nèi)燃燒空然比，保證產(chǎn)品質(zhì)量及尾氣排放達標的測量元件，它的工作原理與電池相似，傳感器中的氧化皓元素起類似電解液的作用。其基本工作原理是：在一定條件下，利用氧化皓內(nèi)外兩側的氧濃度差，產(chǎn)生電位差，且濃度差越大，電位差越大。大氣中氧的含量21%，濃混合燃燒后的廢氣實際上不含氧，稀混合氣燃燒后生成的廢氣或因缺火產(chǎn)生的廢氣中含有較多的氧，但仍比大氣中的氧少的多。在高溫及鉑的催化下，帶負電的氧離子吸附在氧化皓的內(nèi)外表面上。由于大氣中的氧氣比廢氣中的氧氣多，套管上與大氣相通一側比廢氣一側吸附更多的負離子，兩側離子的濃度差產(chǎn)生電動勢。當套管廢氣一側的氧濃度低時，在電極之間產(chǎn)生一個高電壓，這個電壓信號被送到ECU放大處理，ECU把高電壓信號看作濃混合氣，而把低電壓信號看作稀混合氣。根據(jù)氧傳感器點電壓信號，電腦按照盡可能接近147：1的理論最佳空燃比來稀釋或加濃混合氣。因此氧傳感器的電子控制燃油計量的關鍵傳感器。氧傳感器只有在高溫時（端部達到300℃以上）起特征才能充分體現(xiàn)，才能輸出電壓。它約在800℃時，對混合氣的變化反應最快，而在低溫時這種特性會發(fā)生很大變化。

氧傳感器除了在汽車上應用之外，在各類煤燃燒、油燃燒、氣燃燒等爐體的氣氛控制也得到廣泛應用。它是目前最佳的燃燒氣氛測量方式，具有結構簡單、響應迅速、維護容易、使用方便、測量準確等優(yōu)點。運用該傳感器進行燃燒氣氛測量和控制既能穩(wěn)定和提高產(chǎn)品質(zhì)量，又可縮短生產(chǎn)周期，節(jié)約能源，更利于環(huán)保。